2021-4-9 | 城市生態(tài)論文
消落帶(Riparianzone)是指河流、湖泊、水庫(kù)中由于季節(jié)性水位漲落,而使被水淹沒的土地周期性出露水面,成為陸地的一段特殊區(qū)域[1],是一種特殊的季節(jié)性水陸交錯(cuò)濕地生態(tài)系統(tǒng)[2],具有明顯的環(huán)境因子、生態(tài)過程和植物群落梯度,是控制陸地和水域的關(guān)鍵系統(tǒng)[1],是健康水域生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[3]。而水庫(kù)消落帶是由人為調(diào)控水庫(kù)水位漲落而形成的,其作為水庫(kù)和地表水的一個(gè)分界面,在控制水庫(kù)和地表水水質(zhì)、減少水庫(kù)污染等方面具有重要作用[4-5]。Mander[6]等對(duì)水庫(kù)消落帶N、P總量變化的研究中指出,消落帶脫氮量為0.16~2960kg•hm-2•a-1,其中植物氮吸收量為10~350kg•hm-2•a-1。由于消落帶具有重要的生態(tài)學(xué)等功能,同時(shí)也是水庫(kù)生態(tài)環(huán)境最脆弱的地帶,該帶生態(tài)環(huán)境變化大,因此對(duì)消落帶的認(rèn)識(shí)及保護(hù)對(duì)維持庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。本研究選擇西泉眼水庫(kù)有典型代表性的消落帶區(qū)域進(jìn)行植物群落調(diào)查,并分析消落帶植物群落組成特點(diǎn),以積累大型水庫(kù)消落帶植物群落的生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù),為消落帶濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)、恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。
1研究區(qū)概況
西泉眼水庫(kù)地理坐標(biāo)為127°17'~127°25'E,45°12'~45°20'N,位于松花江南岸一級(jí)支流阿什河上游,由東泉眼、半截河、南大河、北大河及多處山溪、山泉水匯合而成。西泉眼水庫(kù)工程于1992年開工,1996年主體工程建成蓄水,2000年通過竣工驗(yàn)收[7],控制流域面積4086km2,蓄水量4.78×108m3。西泉眼水庫(kù)屬阿什河流域綜合開發(fā)的第一期控制性工程,是黑龍江省最大的水庫(kù)之一。西泉眼水庫(kù)地區(qū)氣候?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候,春季風(fēng)大少雨干旱,夏季濕熱多雨,秋季冷涼早霜,冬季長(zhǎng)而寒冷。年降水量536mm,全年無(wú)霜期120~140d,年平均氣溫3.4℃,年日照時(shí)數(shù)2400~2700h,有效積溫2500~2800℃。11月初開始冰凍,冰厚0.7~1.0m,4月上旬解凍[8]。
2研究方法
2.1野外調(diào)查
2010年6—9月,以西泉眼水庫(kù)庫(kù)區(qū)枯水線和洪水線之間的帶狀區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象,根據(jù)西泉眼水庫(kù)地區(qū)電子地圖,結(jié)合水庫(kù)水體特征,西泉眼立地類型[9]、植物分布情況和生態(tài)環(huán)境等,選擇調(diào)查地點(diǎn),在西泉眼水庫(kù)沿岸共選取40個(gè)樣方,對(duì)消落帶現(xiàn)有植被組成情況進(jìn)行調(diào)查。樣方調(diào)查根據(jù)生境類型采用分層取樣的方法,每個(gè)樣地,沿水庫(kù)每隔3m做一個(gè)樣方,共計(jì)10個(gè)。低矮草叢(植物高度不超過1m)樣方1m×1m,20個(gè);高草叢(植物高度在1m~3m)樣方1m×1m,10個(gè)、灌木叢樣方面積2m×2m,10個(gè)。采用群落學(xué)調(diào)查方法,記錄每個(gè)樣方的植物種類、總蓋度以及組成種的多度、頻度、高度等數(shù)量指標(biāo)。根據(jù)實(shí)際采集的標(biāo)本及野外拍照的植物照片,相閱相關(guān)資料[10-13],鑒定,編寫出植物名錄。
2.2數(shù)據(jù)分析
用EXCEL軟件對(duì)各樣地中的樣方分喬木、灌叢、草本建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件,計(jì)算低矮小喬木、灌叢及草本層各物種的優(yōu)勢(shì)度值[14]。其計(jì)算公式為:優(yōu)勢(shì)度=相對(duì)多度+相對(duì)蓋度+相對(duì)頻度3;相對(duì)多度=某個(gè)種的多度所有種的多度之和×100;相對(duì)蓋度=某個(gè)種的蓋度所有種的蓋度之和×100;相對(duì)頻度=某個(gè)種的頻度所有種的頻度之和×100。植物群落的數(shù)量分類和排序分析采用雙向指示種分析(two-wayindicatorspeciesanalysis,TWINS-PAN)[15],該方法是國(guó)際通用的等級(jí)分類方法,在植被數(shù)量生態(tài)學(xué)中被廣泛采用,其最重要的特征是首先對(duì)樣方分類,并以此分類為基礎(chǔ)得到種的分類,使結(jié)果更符合植被的自然規(guī)律[16-18]。
3結(jié)果與分析
3.1研究區(qū)植物的優(yōu)勢(shì)種組成
據(jù)調(diào)查,分布于西泉眼水庫(kù)的植物共有27科57屬82種,種數(shù)最多的為菊科(Asteraceae),共13屬21種,其次為禾本科(Gramineae),共8屬9種。對(duì)40個(gè)樣方80余種植物的優(yōu)勢(shì)度進(jìn)行計(jì)算,其中主要優(yōu)勢(shì)種見表1。
3.2西泉眼水庫(kù)植物的生活型特點(diǎn)
生活型(1ifeform)是不同植物對(duì)相同生境進(jìn)行趨同適應(yīng)的外在表現(xiàn),通過生活型的研究,可以較清楚地揭示區(qū)域生物氣候特征[19]。按中國(guó)植被確定的生活型系統(tǒng)對(duì)本帶植物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)[12],由表2可以看出,研究區(qū)具有典型的北溫帶性質(zhì):1)藤本植物最少;2)木本植物較少,灌木較多;3)植物的生活型以草本植物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。研究區(qū)以多年生草本為主的科、屬植物最為豐富,共有19科32屬42種,占本帶植物的一半以上。一年生草本共有12科19屬27種位居第二,表明該消落帶生境適合草本植物生長(zhǎng)。
3.3西泉眼水庫(kù)主要植物群落類型及分布
利用TWINSPAN等級(jí)分類法劃分40個(gè)樣方,共分成8組(如圖1G1,G2,…,G8),代表8個(gè)植物群落類型。從圖1得知,從左至右,植被由分布在消落帶下部較耐淹的香蒲科、澤瀉科植物群落逐步過渡到上部的莎草科+茄科等比較耐旱的群落,反映出明顯的水分梯度的變化。其中樣方群落中出現(xiàn)頻率較高的是禾本科植物。
楊柳科+玄參科+天南星科植物群落(G2)主要分布于西泉眼水庫(kù)邊緣及水庫(kù)沿岸地帶,積水深約為0.6m,群落平均植株高度1m左右,蓋度為30%~40%;優(yōu)勢(shì)種為菖蒲(AcoruscalamusL.),高度0.7m左右,蓋度為25%~35%。次優(yōu)勢(shì)種為卷邊柳(SalixsiuzeviiSeemen),高度為1.5m左右,蓋度為20%~30%。
香蒲科植物群落(G1)、澤瀉科植物(G8)群落主要分布在坑塘邊緣及廢棄水生動(dòng)物養(yǎng)殖塘邊緣,一般水深在0.5m左右。優(yōu)勢(shì)種為寬葉香蒲(TyphalatifoliaL.),高為1.3m左右,蓋度為60%~70%;次優(yōu)勢(shì)種為澤瀉,高度約為0.5m,蓋度為20%~30%。
菊科+莎草科植物群落(G7)主要分布在西泉眼水庫(kù)黃泥河入庫(kù)口,積水水深0.3m左右。群落優(yōu)勢(shì)種為羽葉鬼針草(BidensmaximoviczianaOett.),高為0.6m左右,蓋度60%~80%。次優(yōu)勢(shì)種為光穎水蜈蚣(KyllingabrevifoliaRottb.var.leiolepis(Frach.etSav.)Hara.),高度為0.25m左右,蓋度40%~60%。禾本科+毛茛科+木賊科植物群落(G3)主要分布于西泉眼水庫(kù)消落帶中溪流的邊緣,受潛水影響較大。優(yōu)勢(shì)種為披堿草(ElymusdahuricusTurcz.),高度0.6m左右,蓋度50%~80%。次優(yōu)勢(shì)種為節(jié)節(jié)草(EquisetumramosissimumDesf.),高度0.4m左右,蓋度為20%~40%。